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印度洋偶极子发展的关键正反馈机制

印度洋偶极子,热带海气相互作用,正反馈

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.6 年代际气候变化机理与预测技术

印度洋偶极子（IOD）是热带印度洋两种主要的年际变化模态之一。已有研究表明，IOD的增长与Bjerknes正反馈有关。然而，反馈中具体的物理过程，特别是究竟是温跃层反馈还是Ekman反馈起核心作用，仍然不明确。基于海洋混合层热收支和大气水汽收支、湿静力能收支分析，我们发现IOD的增长主要是由包含了离岸平流的沿岸温跃层反馈主导的。正IOD事件发生时，在北纬夏季沿苏门答腊-爪哇沿岸的季节性上升流将由于温跃层变浅所产生的次表层冷海温异常带至海表。异常的冷水进一步被离岸气候态纬向流输送，从而塑造了IOD东极冷海温的空间分布，并形成了一个纬向延伸的格局。纬向扩展的冷海温异常具有强烈的经向二阶偏导，通过Lindzen-Nigam机制驱动原位的异常边界层辐散。异常的边界层辐散抑制了局部对流，从而激发了印度洋东南部上空的异常反气旋。相应的赤道偏东风异常和沿岸东南风异常通过激发赤道和沿岸海洋上升流开尔文波进一步使苏门答腊-爪哇海岸外的温跃层变浅。该机制适用于各种类型的IOD，包括负IOD、早期IOD和与ENSO共存的IOD。与传统的温跃层反馈相比，加入离岸平流过程使次表层异常冷水与大气边界层辐散连接起来，并在正反馈中起着关键作用。